ميزانية طاقة الأرض
حساب تدفقات الطاقة الشمسية الواردة والطاقة الأرضية الصادرة التي تحدد متوسط درجة حرارة الكوكب واختلالها.
Definition
ميزانية طاقة الأرض هي التوازن بين الطاقة الإشعاعية التي يتلقاها الكوكب من الشمس والطاقة التي يعيدها إلى الفضاء، بالإضافة إلى التدفقات الداخلية للحرارة التي تعيد توزيعها.
Scope
يغطي تقسيم الإشعاع الشمسي الوارد بين الانعكاس والامتصاص الجوي والامتصاص السطحي؛ توازن الطاقة السطحية بما في ذلك تدفقات الحرارة المحسوسة والكامنة؛ الإشعاع طويل الموجة الصادر؛ البياض الكوكبي؛ والاختلال الصغير في قمة الغلاف الجوي المرتبط بالاحترار المستمر وامتصاص المحيطات للحرارة.
Core questions
- كيف يتم تقسيم الطاقة الشمسية الواردة بين الانعكاس والامتصاص وتسخين السطح؟
- ما هي مقادير تدفقات الطاقة الرئيسية الداخلة والخارجة من نظام المناخ؟
- ماذا يعني الاختلال المستمر في قمة الغلاف الجوي بالنسبة لنظام المناخ؟
Key theories
- حساب توازن الطاقة العالمي
- إطار عمل كمي يتتبع تدفقات الموجات القصيرة والطويلة بالإضافة إلى تبادلات الحرارة المضطربة والكامنة لإغلاق ميزانية الطاقة الكوكبية وتشخيص أي اختلال صافي.
Mechanisms
من حوالي 340 واط لكل متر مربع من الإشعاع الشمسي الوارد في المتوسط على مستوى العالم، ينعكس ما يقرب من 100 واط بواسطة السحب والهباء الجوي والسطح، ويتم امتصاص الباقي. يعيد السطح الطاقة كإشعاع طويل الموجة، وحرارة محسوسة، وحرارة كامنة تحملها عملية التبخر؛ يشع الغلاف الجوي إلى الفضاء عند درجة حرارة انبعاثه الفعالة. يتم تخزين اختلال متبقٍ صغير، إيجابي حاليًا بشكل طفيف، معظمه في المحيطات.
Clinical relevance
تُعد ميزانية الطاقة الأساس الرصدي للكشف عن تغير المناخ، والتحقق من صحة نماذج المناخ، وتحديد كمية امتصاص المحيطات للحرارة من اختلال مقاس في قمة الغلاف الجوي.
History
تم تنقيح تقديرات الميزانية المبكرة التي قام بها داينز وهوغتون خلال عصر الأقمار الصناعية؛ قدمت تجربة ميزانية إشعاع الأرض (Earth Radiation Budget Experiment) ولاحقًا أجهزة CERES قياسات التدفقات العالمية، وأسست دراسات التوليف التي قام بها ترينبرث وزملاؤه وستيفنز وزملاؤه الميزانية الحديثة.
Key figures
- Kevin Trenberth
- Graeme Stephens
Related topics
Seminal works
- trenberth2009
- stephens2012
Frequently asked questions
- ما هو البياض الكوكبي للأرض؟
- البياض الكوكبي هو جزء الإشعاع الشمسي الوارد الذي ينعكس عائدًا إلى الفضاء، ويبلغ حوالي 0.3، ويتحدد بشكل رئيسي بواسطة السحب والهباء الجوي والثلج والجليد والأسطح الساطعة.